Technologia wiązek włókien zwiększa moc i jasność niebieskiego lasera półprzewodnikowego

Technologia wiązek włókien poprawia moc i jasnośćniebieski laser półprzewodnikowy

Kształtowanie wiązki przy użyciu tej samej lub zbliżonej długości falilaserJednostka ta jest podstawą łączenia wielu wiązek laserowych o różnych długościach fal. Jednym z nich jest przestrzenne łączenie wiązek, polegające na układaniu wielu wiązek laserowych w przestrzeni w celu zwiększenia mocy, ale może to prowadzić do pogorszenia jakości wiązki. Wykorzystując liniową charakterystykę polaryzacji,laser półprzewodnikowyMoc dwóch wiązek, których kierunki drgań są prostopadłe do siebie, może zostać zwiększona prawie dwukrotnie, przy zachowaniu niezmienionej jakości wiązki. Fiber bundler to urządzenie światłowodowe opracowane na bazie technologii stożkowego łączenia włókien (TFB). Jego zadaniem jest zdjęcie warstwy powłoki z wiązki włókien optycznych, a następnie ułożenie ich w określony sposób, podgrzanie do wysokiej temperatury w celu ich stopienia. Jednocześnie rozciąganie wiązki włókien optycznych w przeciwnym kierunku powoduje stopienie obszaru nagrzewania włókna optycznego w wiązkę światłowodów stożkowych. Po odcięciu pasa stożka, końcówka wyjściowa stożka jest łączona z włóknem wyjściowym. Technologia łączenia włókien pozwala na łączenie wielu pojedynczych wiązek włókien w wiązkę o dużej średnicy, co pozwala uzyskać wyższą transmisję mocy optycznej. Rysunek 1 przedstawia schematniebieski lasertechnologia światłowodowa.

Technika kombinacji wiązek spektralnych wykorzystuje pojedynczy element rozpraszający do jednoczesnego łączenia wielu wiązek laserowych o odstępach długości fali wynoszących zaledwie 0,1 nm. Wiele wiązek laserowych o różnych długościach fali pada na element rozpraszający pod różnymi kątami, nakłada się na niego, a następnie pod wpływem działania dyspersji ulega dyfrakcji i wychodzi w tym samym kierunku. Dzięki temu połączona wiązka laserowa nakłada się na siebie w polu bliskim i dalekim, moc jest równa sumie wiązek jednostkowych, a jakość wiązki jest stała. Aby zrealizować kombinację wiązek spektralnych o wąskim rozstawie, jako element kombinacji wiązek zazwyczaj stosuje się siatkę dyfrakcyjną o silnej dyspersji lub siatkę powierzchniową połączoną z trybem sprzężenia zwrotnego z zewnętrznym zwierciadłem, bez niezależnej kontroli widma jednostki laserowej, co zmniejsza trudności i koszty.

Niebieski laser i jego złożone źródło światła z laserem podczerwonym są szeroko stosowane w spawaniu metali nieżelaznych i produkcji addytywnej, zwiększając wydajność konwersji energii i stabilność procesu produkcyjnego. Współczynnik absorpcji niebieskiego lasera dla metali nieżelaznych jest kilkukrotnie, a nawet kilkudziesięciokrotnie wyższy niż w przypadku laserów o bliskiej podczerwieni, a także w pewnym stopniu poprawia jakość tytanu, niklu, żelaza i innych metali. Wysokiej mocy niebieskie lasery będą motorem napędowym transformacji w produkcji laserowej, a zwiększenie jasności i redukcja kosztów to przyszłe trendy rozwojowe. Produkcja addytywna, napawanie i spawanie metali nieżelaznych będą coraz szerzej stosowane.

Na etapie niskiej jasności niebieskiego światła i wysokich kosztów, kompozytowe źródło światła, składające się z lasera niebieskiego i lasera bliskiej podczerwieni, może znacząco poprawić wydajność konwersji energii istniejących źródeł światła oraz stabilność procesu produkcyjnego, przy jednoczesnym zachowaniu kontroli nad kosztami. Opracowanie technologii łączenia wiązek widmowych, rozwiązywanie problemów inżynieryjnych oraz łączenie technologii laserów o wysokiej jasności w celu uzyskania kilowatowego, półprzewodnikowego źródła laserowego o wysokiej jasności, ma ogromne znaczenie, a także poszukiwanie nowych technologii łączenia wiązek. Wraz ze wzrostem mocy i jasności laserów, zarówno jako bezpośredniego, jak i pośredniego źródła światła, laser niebieski będzie odgrywał istotną rolę w dziedzinie obronności i przemysłu.